浅探半挂车支承装置试验方法的研究及试验设备的开发

张春颖 李 旭

（中国农业机械化科学研究院，北京100083）

半挂车支承装置的作用，主要是帮助半挂车、牵引车接挂并脱挂，为二者的稳定性提供保证，被视为组成半挂车所不可或缺的重要部件。在道路运输得到快速发展的背景下，甩挂运输拥有十分明朗的前景，通过反复试验，对甩挂运输所适用支承装置进行设计很有必要，本文所探讨内容的现实意义，自然不言而喻。

1 半挂车支承装置概述

安装在半挂车前端的支承装置，主要为半挂车、牵引车接挂和脱挂提供便利，被视为实现甩挂运输的基础。当半挂车、牵引车处于脱挂状态时，装置伸出，为半挂车提供支撑。若半挂车、牵引车的状态为接挂，装置收回，车辆行驶不会受到影响。该装置可分为两类，即单动、联动。单动指的是两侧装置均有相应的摇把和齿轮箱，可单独进行操作，联动指的是两侧需同时操作，摇把、带齿轮箱的数量均为一个[1]。在实际应用的过程中，该装置存在的问题逐渐显露了出来，成为人们讨论的重点，例如，内腿强度低，较易出现弯曲、扭曲的情况，导致无法继续使用；齿轮箱的齿轮无法高效配合，多次举升后，崩齿、轴套磨损等问题出现，给装置作用的发挥带来影响。

2 支承装置的试验方法

2.1 动态试验

判断支承装置质量的依据，主要是动态耐久性。目前，由动态耐久性延伸出的试验方法，主要包括以下几种：第一种是负载运行。该试验所反应的是负载状态下，支承装置的磨合情况。在试验机上垂直安装并锁紧支承装置，利用试验机，控制装置多次完成伸出和缩回的动作，对其稳定性和运行状态进行检查。第二种是空载运行。该试验则被用来反应空载状态下，支承装置的磨合情况。试验方法与负载运行相似，在安装并锁紧装置后，使处于空载状态的装置，反复伸出、缩回内腿即可。

2.2 静态试验

作为支承装置基本功能的静态作业，其作用主要体现在两个方面：其一，若半挂车、牵引车脱挂，静态作业可保证升降动作完成；其二，若半挂车、牵引车脱挂，静态作业可保证支承装置对半挂车的支撑作用，能够得到充分发挥。目前，基于静态作业所展开试验，包括：举升试验、静态试验和强度试验。举升试验所反应的是处于举升负荷最大值的装置，对电力、人力和液压系统力的需求。首先，在试验机上垂直安装并锁紧支承装置，其次，对举升负荷进行垂直加载，最后，利用液压式支腿对系统压力进行测量，保证其不超过设计值。静态试验所反应的是处于脱挂状态的支承装置，对半挂车加以支撑的持久程度。首先，在试验机上垂直安装支承装置，调大行程，对承载负荷进行加载，其次，经过4h 的持续静压，对装置情况进行全面检查，例如，自锁情况、稳定程度，最后，对液压油的下沉量、泄露与否进行检查。强度试验又分为垂直、纵向及横向强度，三者均被用来反应接触地面后，支承装置的受力，试验结果则是判断装置能否继续工作的主要依据[2]。

2.3 效率试验

基于作业效率所展开的试验，主要被用来反应装置传动升降的速度。甩挂运输模式的特征，主要是半挂车、牵引车反复接挂并脱挂，要想使运输效率得到提高，关键是对作业效率进行提升。在试验过程中，工作人员应将重心放在待齿轮箱转动一周后，低速挡装置的伸出距离。具体方法如下：首先，在试验机上安装支承装置，保证其状态为完全缩回；其次，将速度调为低速，保证支腿伸出长度在75cm-150cm 的范围内；再次，对低速挡支腿的伸长距离和齿轮转数进行记录；最后，计算齿轮箱转动一周后，装置的实际行程。

2.4 冲击试验

该试验所模拟状态为半挂车、牵引车接挂，此时，由于意外脱挂，导致半挂车、牵引车相离，处于特定高度的支承装置，受半挂车重力影响而落下，给地面带来较大冲击。在理想的状态下，即使遭遇冲击，支承装置也不会出现弯曲、溃缩等情况，导致半挂车无法保持平衡。如果车辆所运输物质为有害有毒物质、易燃易爆物质，失去平衡而倾倒的半挂车，往往会带来不堪设想的严重后果。针对上述情况，工作人员设计了如下方案：选择光滑、平整的沥青路面作为试验路面，在钢结构的地基上铺设25mm-50mm 厚的沥青，对装置安装状态进行模拟，调整内腿后，将挂车前端升起，再将挂车前端落下，给地面带来直接冲击。待试验反复多次后，对装置状态、稳定性和自锁情况进行检查即可。

3 装置试验的设备开发

3.1 软件开发

相较于试验方法的确定，设备开发对环境的要求更为严格。具体来说，试验环境应满足以下要求：一是，防尘；二是，具有适合的电源、配电柜；三是，相对湿度严格控制在20%-80%，温度则应被控制在0℃-40℃；四是，确保无腐蚀介质、明显的电磁干扰，为试验结果的精准度提供保证[3]。

该试验所配备软件的主要功能如下：其一，采集数据。通过数采的方式，采集任意通道数据，出于扩展考虑所预留通道，同样满足数据采集的条件和要求。其二，处理数据。显示全部测量参数，根据测量值和计算值，对数据库进行建立，视情况分配数据区，为查阅、存档日志提供方便。可用曲线调出全部数据，提高分析的准确性。其三，实时显示。将试验数据实时显示在计算机、监视器上，以用户需求为依据，对自定义功能进行开发，例如，调整采样信号、频率、时间等。其四，权限设置。参考试验所提出管理要求，分级管理预设软件，明确不同人员的访问权限，例如，查看用户信息、设置参数等。其五，安全管理。对试验参数的合理范围进行设置，如果出现低于最低限值、高于最高限值的情况，设备应及时传递报警信号，根据故障级别，采取相应的处理方式，例如，重启、断电停机等。

3.2 硬件开发

该试验的硬件设备，由两部分构成，即冲击试验台架、性能试验台架。其中，冲击试验台架的作用，主要是进行冲击试验，而性能试验台架的作用，包括：举升试验、静态试验、作业效率试验等，应当引起重视。

先说冲击试验台架。该设备的组成部分，有控制系统、脱钩装置、起吊装置、可移动的支撑龙门架等。脱钩装置与起吊液压缸直接相连，液压缸负责对该装置进行启动，达到快速释放的效果。在实际应用的过程中，由工作人员将释放按钮按下，通过快速释放的方式，完成冲击试验。起吊装置的核心为液压缸，具有便于操作和维护的特征。在完成对龙门架进行设计的工作后，工作人员应将重点转向建模、校核应力的方面，提高龙门架的有效性。

再说性能试验台架。该设备的组成部分，有传感器、液压油缸、承载台架等。在实际应用时，需要满足以下要求：其一，对各方向的静载荷进行精确施加；其二，对支承齿轮箱提供驱动力，达到往复运动的效果。减速机负责为自动升降机构提供动力，扭力传感器被安装在减速机的输出端，作用是对所输入数值进行实时监控，借助万向节、传动轴的力量，达到驱动升降的目的。另外，该设备所需液压油缸的数量为3 根，这样做可以保证垂直、横向、纵向压力充足，在此基础上，对压力传感器进行配备即可。通过焊接工字钢所组成的承载台架，具有强度大、质量轻的优点。受金属材质特性影响，再完成焊接后，工作人员应对表面进行除锈并喷漆，延长其使用寿命。事实证明，随着试验台得到成功研制，检测机构现存不足得到了有效弥补，负责对支承装置进行生产的企业，也获得了源源不断的发展动力。

通过对上文所叙述内容进行分析可以看出，在甩挂运输成为货物主流运输模式的当代社会，无需对支承装置加以利用的传统运输模式，逐渐被社会所淘汰，支承装置的重要性开始引起人们的重视。进行支撑装置试验的出发点，主要是将使用寿命短、产品质量不达标等常见问题加以解决，使支承装置的价值得到凸显。